1. Введение: Проблемы и потребности гидрологического мониторинга в Южной Корее
Рельеф Южной Кореи преимущественно горный, с короткими реками и быстрым течением. Под влиянием муссонного климата интенсивные летние дожди легко вызывают внезапные наводнения. Традиционные контактные расходомеры (например, лопастные расходомеры) легко повреждаются во время наводнений, что затрудняет сбор данных и создает высокий риск для обслуживающего персонала. Кроме того, в Южной Корее действуют строгие требования к управлению водными ресурсами и защите качества воды в таких крупных бассейнах, как река Хан и река Накдон. Следовательно, существует острая необходимость в технологии мониторинга расхода, обеспечивающей всепогодную, автоматизированную, высокоточную и безопасную работу. В этом контексте идеальным решением стали гидрологические радиолокационные расходомеры.
2. Технические преимущества гидрологических радиолокационных расходомеров
Гидрологические радиолокационные расходомеры, в частности системы, использующие радар поверхностной скорости (SVR) в сочетании с уровнемером для расчета расхода, получают свое основное преимущество благодаря бесконтактному измерению.
- Безопасность и надежность: Оборудование, установленное над мостами или берегами рек, остается совершенно невосприимчивым к наводнениям, обломкам или ударам льда, что гарантирует сохранность оборудования и непрерывность передачи данных в экстремальных погодных условиях.
- Простота в обслуживании: отсутствие необходимости в проведении работ в воде значительно снижает затраты на техническое обслуживание и риски для персонала.
- Высокая точность и быстрая реакция: Радарные лучи способны точно фиксировать незначительные изменения скорости движения воды на поверхности, обеспечивая высокую частоту обновления данных (до одной минуты), что крайне важно для оповещения о наводнениях в режиме реального времени.
- Многофункциональная интеграция: Современные радарные расходомеры часто интегрируются с радарами уровня воды, дождемерами и т. д., образуя комплексные, универсальные гидрологические станции мониторинга.
Для расчета расхода обычно используется «метод скорости-площади»:Расход = Средняя скорость поверхности × Площадь поперечного сечения × КоэффициентРадар измеряет скорость течения на поверхности, датчик уровня воды определяет площадь поперечного сечения, а расход рассчитывается после калибровки с использованием эмпирического коэффициента.
3. Конкретные примеры применения в Южной Корее
Пример 1: Система предупреждения о наводнениях в городе на реке Хан в Сеуле.
- Введение: Река Хан протекает через густонаселенную и экономически важную столицу, Сеул. Обеспечение безопасности береговых дамб во время наводнений имеет первостепенное значение.
- Применение: Радиолокационные станции мониторинга потока были установлены на нескольких крупных мостах через реку Хан (например, мост Мапо, мост Ханган). Радиолокационные датчики направлены на поверхность реки под мостом и непрерывно измеряют скорость течения.
- Результаты:
- Система оповещения в режиме реального времени: когда сильные дожди в верховьях рек вызывают резкое увеличение скорости течения, система немедленно отправляет оповещения в правительство Сеула и Центр предотвращения стихийных бедствий, что дает драгоценное время для начала мер реагирования и эвакуации жителей низинных районов.
- Интеграция данных: данные о скорости потока интегрируются с данными о расходе воды из водохранилищ, расположенных выше по течению, и данными об осадках, что позволяет создавать более точные гидрологические модели и повышать точность прогнозирования наводнений.
- Обеспечение безопасности: исключает необходимость проведения опасных ручных измерений в реках во время паводков.
Пример 2: Распределение водных ресурсов в сельском хозяйстве в нижнем течении реки Накдонг.
- Введение: Река Накдон — самая длинная река Южной Кореи, а её нижний бассейн является ключевым сельскохозяйственным регионом. Точное распределение водных ресурсов имеет решающее значение для орошения.
- Применение: Радарные расходомеры были установлены вблизи основных водозаборных сооружений и водоотводных затворов для мониторинга потока воды, поступающего в различные оросительные каналы, в режиме реального времени.
- Результаты:
- Точное распределение воды: Агентства по управлению водными ресурсами могут использовать точные данные с радарных расходомеров для дистанционного управления открытием затворов, обеспечивая распределение воды в соответствии с потребностями и сокращая потери.
- Разрешение споров: Предоставляет объективные, неизменяемые данные о расходе воды, эффективно разрешая споры об использовании воды между различными регионами или сельскохозяйственными кооперативами.
- Долгосрочное планирование: Накапливает долгосрочные непрерывные данные о расходе воды, обеспечивая научную основу для анализа спроса и предложения на воду и долгосрочного планирования.
Пример 3: Экологический мониторинг стока в горных малых водосборных бассейнах
- Введение: Южная Корея уделяет особое внимание охране окружающей среды, и в соответствии с ее законами необходимо поддерживать основные экологические потоки для сохранения здоровья водных экосистем.
- Применение: В отдаленных горных районах были установлены интегрированные радиолокационные станции мониторинга расхода воды, работающие на солнечной энергии.
- Результаты:
- Беспилотный мониторинг: использование низкого энергопотребления радиолокационного оборудования и солнечной энергии позволяет осуществлять долгосрочную беспилотную эксплуатацию в районах, не подключенных к электросети.
- Экологическая оценка: Данные о расходе воды, полученные в ходе непрерывного мониторинга, позволяют оценить соответствие установленным законом минимальным экологическим требованиям к расходу воды, что способствует принятию решений по эксплуатации плотины и защите водных ресурсов.
- Исследования в области охраны водных и почвенных ресурсов: предоставляют ценные данные для изучения влияния изменений лесного покрова и землепользования на гидрологию водосборных бассейнов.
4. Вызовы и перспективы на будущее
Несмотря на значительные успехи в Южной Корее, радарные расходомеры сталкиваются с рядом проблем:
- Калибровка точности: Для повышения точности измерений могут потребоваться более сложные алгоритмы калибровки в случаях нерегулярного поперечного сечения канала или чрезмерного количества поверхностного мусора.
- Стоимость: Первоначальные инвестиции в высококачественные радарные расходомеры относительно высоки, хотя они и предлагают преимущества с точки зрения общей стоимости жизненного цикла (с учетом технического обслуживания и безопасности).
В будущем в Южной Корее будут наблюдаться следующие тенденции в использовании гидрологических радиолокационных расходомеров:
- Интеграция с искусственным интеллектом (ИИ): использование распознавания изображений с помощью ИИ для помощи радару в оценке условий потока, выявлении мусора и даже автоматической коррекции ошибок измерений, что еще больше повышает точность и интеллектуальные возможности.
- Интеграция Интернета вещей (IoT): подключение всех станций мониторинга к единой платформе IoT для облачного хранения, анализа и визуализации данных, создание систем «умной реки».
- Интеграция данных с различных датчиков: объединение радиолокационных данных с информацией, полученной с помощью других технологий, таких как видеонаблюдение и съемка с беспилотников, для создания комплексной многомерной сети гидрологического мониторинга.
5. Заключение
Радарные гидрологические расходомеры (凭借其卓越的技术特性，благодаря своим выдающимся техническим характеристикам) идеально отвечают высоким требованиям Южной Кореи к безопасности, возможности мониторинга в режиме реального времени и автоматизации гидрологического мониторинга. Благодаря успешной практике в области предупреждения о наводнениях, управления водными ресурсами и охраны окружающей среды, эта технология стала неотъемлемой частью современной гидрологической инфраструктуры Южной Кореи. По мере дальнейшего развития технологий радарные расходомеры, несомненно, будут играть еще более важную роль в обеспечении водной безопасности Южной Кореи и содействии устойчивому использованию водных ресурсов. Опыт их применения также служит ценным ориентиром для других стран и регионов, сталкивающихся с аналогичными проблемами.
Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о радарном датчике потока информация,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 28 сентября 2025 г.